(57)【要約】  このシャフト用ステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と；前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と；を備える。
2011105346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、
前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と；
前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と；
を備えることを特徴とするステーブ。
【請求項２】
前記突起部の突出寸法が５０〜１５０ｍｍであり；
隣接する前記突起部の間隔が２００〜７００ｍｍである；
ことを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項３】
前記突起部が、前記高炉の周方向に沿って連続的、または、断続的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項４】
前記突起部の表面が高硬度材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項５】
前記ステーブ本体に凹部が形成され；
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり；
前記ブロックが高硬度材料で形成されている；
ことを特徴とする請求項４に記載のステーブ。
【請求項６】
前記突起部が前記ステーブ本体と一体に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のステーブ。
【請求項７】
前記ステーブ本体が銅または銅合金であることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項８】
前記突起部の内部に、前記突起部を冷却する管路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項９】
前記基準面の両端側に設けられた前記突起部の対向する２つの側面のうち、前記突起部の下方側の側面と前記基準面とのなす角度が９０度未満であることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のステーブを備えたことを特徴とする高炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１０年０２月２３日に、日本に出願された特願２０１０−０３６８４１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
既存の高炉では、鉄皮の内側にステーブが設置され、その内側に耐火レンガが設置された構造が多く用いられている。高炉の内面は、炉内の高熱を受けつつ炉内を下降する装入物に曝されて機械的な損耗を受ける。そして、一定期間が経過し、耐火レンガが損耗した後は、ステーブの表面が損耗される。このような損耗に対応するために、ステーブの炉内側の表面に凹部を形成し、この凹部に耐火物を嵌め込む等の構造が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００１−４９３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高炉のうち、シャフト部（シャフト中部から上部まで）では、装入物は層状をなした粒状のコークスおよび鉄鉱石（焼結、塊鉱石等）であり、この部位のステーブは、装入物粒子による機械的な摩耗を受ける。このような機械的な摩耗に対して、前述した嵌め込み耐火物は耐久性が十分とはいえない。【０００５】
本発明は、装入物の粒子による機械的な摩耗に対しても十分な耐久性が得られるステーブおよび高炉の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、本発明者らの鋭意研究の結果得られた知見、すなわち、装入物の粒子による機械的な摩耗が、装入物の粒子の形状・硬度および下降速度に応じており、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する（停滞層を形成する）ことで摩耗を大幅に緩和できる、との知見に基づく。本発明は、前述した知見に基づき、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する。停滞層を形成するための構成として、高炉炉内側のステーブの表面に突起を形成し、ステーブの表面を覆う装入物の停滞層を発生しやすくした。具体的な構成は以下の通りである。【０００７】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
（１）本発明の一態様に係るステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と；前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と；を備える。
上記（１）に記載のステーブによれば、ステーブ本体の基準面により高炉の炉内表面が構成されるとともに、基準面から炉内側に突出する突起部によって炉内を下降する装入物が減速して基準面に沿って停滞層が形成される。停滞層はステーブ本体の基準面に対して相対速度が小さくなり、装入物の粒子によるステーブ本体の基準面の機械的な摩耗が軽減され、高炉のシャフト部を降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。【０００８】
（２）上記（１）に記載のステーブは、前記突起部の突出寸法が５０〜１５０ｍｍであり；隣接する前記突起部の間隔が２００〜７００ｍｍであることが好ましい。
上記（２）に記載のステーブによれば、突起部（突出寸法：５０〜１５０ｍｍ、間隔：２００〜７００ｍｍ）が形成されているため、装入物が減速し、特に装入物の一部の動きが突起部によって止められ、停滞層が形成される。
このような停滞層が生じる結果、平面は停滞層で覆われる為、装入物に対する減速効果が強化される。
また、このような本ステーブでは、現状、一般的な装入物、すなわち交互に装入される８〜２５ｍｍ程度の粒度の鉱石系装入物と２０〜５５ｍｍ程度の粒度のコークス系の装入物に対しては、ステーブ本体の基準面に沿って停滞層が形成されやすくなる。これにより、突起部先端の表面における装入物粒子の速度を抑制することができ、ステーブ全体の摩耗緩和効果が発揮できる。同間隔が２００ｍｍより小さいと、ステーブ本体の基準面に沿って隣接する突起部により形成された凹みが有効でなくなり、装入物が引っかかりにくい。一方、同間隔が７００ｍｍより大きいと停滞層の間隔が開き、被覆効果が十分に現れない。【０００９】
（３）上記（１）に記載のステーブは、前記突起部が、前記高炉の周方向に沿って連続的、または、断続的に設けられていることが望ましい。
上記（３）に記載のステーブによれば、炉周方向の全周に連続した突起部により、炉内の円周バランスを適切に維持することが容易であり、操業実績を良好に維持することができる。
また、突起部は、炉周方向に断続的（間欠的）に配置されていてもよい。この場合、格子状、ジグザグ状など、様々な幾何学的パターンを採用することができるが、必ず円周バランスを考慮した点対称配置とすることが好ましい。【００１０】
（４）上記（１）に記載のステーブは、前記突起部の表面が高硬度材料で形成されていることが望ましい。
上記（４）に記載のステーブによれば、突起部自体の摩耗防止を図ることができる。本発明の一態様のステーブにおいて、ステーブ本体の基準面は突起部により誘導される停滞層の形成（セルフライニング）により摩耗の軽減が図られるが、突起部自体は停滞層から炉内側に露出し、減速されていない装入物の粒子による摩耗を引き続き受けることもある。この場合、突起部の表面を高硬度材料で形成することにより、突起部の摩耗を抑制でき、さらには突起部により誘導される停滞層が形成される。これにより、停滞層よるステーブ本体の基準面の摩耗軽減を安定的に長期間にわたって維持することができる。【００１１】
（５）上記（４）に記載のステーブは、前記ステーブ本体に凹部が形成され；
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり；
前記ブロックが高硬度材料で形成されていることが好ましい。
上記（５）に記載のステーブによれば、ステーブ本体に形成された凹部に突起部が設けられている構成、すなわち、ステーブ本体と突起部とが別体であるため、ステーブ本体の材質と異なる高硬度材料の突起部を簡単に形成することができる。
あるいは、（６）上記（４）に記載のステーブは、前記突起部が前記ステーブ本体と一体に形成されていることが好ましい。
上記（６）に記載のステーブによれば、前述した高硬度材料による突起部表面を容易に実施することができるとともに、突起部がステーブ本体と一体に形成されているため、製造が容易である。特に、突起部にも冷却用の管路を通す場合、突起部とステーブ本体とが一体であることが加工において大変有益である。【００１２】
（７）上記（１）に記載のステーブは、前記ステーブ本体が銅または銅合金であることが望ましい。
上記（７）に記載のステーブによれば、シャフト部に用いられるステーブとしての冷却効率を高めることができる。銅製または銅合金製のステーブの冷却性能は高い反面、装入物の粒子による摩耗を受けやすいが、本発明の一態様に基づく停滞層によりステーブ本体の摩耗を緩和することができる。さらには、高い冷却性能を長期間にわたり維持することができる。【００１３】
（８）上記（１）に記載のステーブは、前記突起部の内部に、前記突起部を冷却する管路が設けられていることが望ましい。
上記（８）に記載のステーブによれば、ステーブ本体に設けられる通常の冷却用の管路に加えて、突起部を冷却する管路により直接的に冷却できるため、突起部の表面の硬度を高く維持することができ、摩耗防止効果を長期間にわたり維持することができる。【００１４】
（９）上記（１）に記載のステーブは、前記基準面の両端側に設けられた前記突起部の対向する２つの側面のうち、前記突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が９０度未満であることが好ましい。
上記（９）に記載のステーブによれば、突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が９０度未満であるため、傾斜した突起部によって装入物を支えやすくなる。これにより、装入物が下方に下降するのをさらに抑制することができるので、機械的な摩耗に対しても十分な耐久性が得られる。【００１５】
（１０）本発明の一態様に係る高炉は、上記（１）から上記（９）のいずれか１項に記載のステーブを備える。
ここで、本発明の一態様に基づくステーブは、高炉のシャフト部およびその周辺のうち、装入物が粒状のまま降下する部分に設置することが望ましい。
このようなステーブでは、粒状のまま降下する装入物があっても、ステーブの突起部により停滞層が形成され、ステーブ本体の基準面の摩耗が低減される。高炉のシャフト部においては、粒状の装入物による摩耗が進行することで、高炉としての操業が困難になる原因となるが、この部分に耐摩耗性のステーブが設置されることで、操業を安定的に行えるとともに、高炉としての寿命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の高炉を示す模式図である。
【図２】前記第１実施形態のステーブを示す断面図である。
【図３】同ステーブを示す正面図である。
【図４Ａ】同ステーブを示す斜視断面図である。
【図４Ｂ】同ステーブの変形例を示す斜視断面図である。
【図５】同ステーブを示す背面図である。
【図６】前記第１実施形態の作用を示す模式図である。
【図７】前記第１実施形態の比較例の作用を示す模式図である。
【図８】前記第１実施形態の比較例の作用を示す模式図である。
【図９】前記第１実施形態の試験結果を示すグラフである。
【図１０】前記第１実施形態の試験結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態のステーブを示す断面図である。
【図１２】同ステーブを示す正面図である。
【図１３】同ステーブを示す背面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態のステーブを示す断面図である。
【図１５】同ステーブを示す正面図である。
【図１６】同ステーブを示す背面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態のステーブを示す断面図である。
【図１８】同ステーブを示す正面図である。
【図１９】同ステーブを示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１において、高炉１は、基礎地盤上に構築された筒状の炉体２を有する。
炉体２は、筒状であり、上部のガス捕集マンテル３から順次炉口部Ｓ１、シャフト部Ｓ２、炉腹部Ｓ３、朝顔部Ｓ４、羽口部Ｓ５、炉底部Ｓ６に区分される。一般的に、シャフト部Ｓ２の内径は下方に向かって拡張し、炉腹部Ｓ３の内径は最大径であり、朝顔部Ｓ４の内径は下方に向かって縮小する。
【００１８】
炉体２には、通常はガス捕集マンテル３に装入装置が設置され、この装入装置から高炉１内に粒状の装入物４が装入される。装入物４としては、８〜２５ｍｍ程度の粒度の鉱石系装入物と、２０〜５５ｍｍ程度の粒度のコークス系の装入物とが交互に装入される。その結果、炉内の炉口部Ｓ１及びシャフト部Ｓ２には、鉄鉱石とコークスとが交互に成層した塊状帯４Ａが形成される。
炉体２には、炉底部Ｓ６の上部に羽口５が設置され、ここから熱風５Ａが吹き込まれる。この熱風５Ａにより、塊状帯４Ａ中のコークスが炉内を降下するととともに順次昇温され、羽口５近傍には高温ガスによるレースウェイ５Ｂ（羽口５から高速のガスを吹き込んで羽口５前のコークスを流動化させた空隙率の高い空間）が形成される。レースウェイ５Ｂの高熱により、塊状帯４Ａ中の鉄鉱石が溶融する。
【００１９】
これらのコークス燃焼および鉄鉱石の溶融は、塊状帯４Ａの下部で順次進行し、高炉１内には朝顔部Ｓ４からシャフト部Ｓ２の下部に向かって略円錐形の融着帯４Ｂが形成される。
融着帯４Ｂで溶融した鉄分６Ａは滴下帯４Ｃを通過し、炉底部Ｓ６に向かって滴下し、溶銑６Ｂとして炉底部Ｓ６に溜まる。コークス等は滴下帯４Ｃを通過して降下し、炉底部Ｓ６に積み上がり、溶銑６Ｂの上に円錐形の炉芯４Ｄを形成する。
炉体２には、炉底部Ｓ６に出銑口６が設置され、出銑口６により炉底部Ｓ６に溜まった溶銑６Ｂが高炉１の外部に取り出される。
【００２０】
炉体２は、最外周に鉄皮２Ａを有し、鉄皮２Ａの内側に冷却用のステーブや耐火レンガ２Ｄが貼られている。
シャフト部Ｓ２の上部から中部の塊状帯４Ａに面する領域Ｓ７にはシャフト用のステーブ２Ｂが張られる。この領域Ｓ７では、塊状帯４Ａに含まれる粒状の装入物４がステーブ２Ｂの表面に接触しながら順次降下するため、ステーブ２Ｂの表面には機械的な摩耗を生じることがある。
シャフト部Ｓ２の下部から炉腹Ｓ３及び朝顔部Ｓ４を含む領域Ｓ８の内周には朝顔部および炉腹部用のステーブ２Ｃが貼られる。この領域Ｓ８では、融着帯４Ｂに含まれる高温の装入物４（融着帯根部）がステーブ２Ｃの表面に接触しながら順次降下するため、ステーブ２Ｃの表面には高温による摩耗を生じることがある。
これらのステーブ２Ｂ，２Ｃの高炉１の内側表面には必要に応じて耐熱レンガ２Ｄが張られる。また、高温の溶融鉄が貯留される炉底部には耐熱レンガ２Ｅが厚く積み上げられる。
【００２１】
本実施形態においては、図１に示すシャフト用のステーブ２Ｂとして、図２に示すシャフト用ステーブ１０が採用されている。
図２、図３、図４Ａ、図４Ｂ及び図５の本実施形態において、シャフト用ステーブ１０は、高炉１の内部空間に面する基準面Ｒを有するステーブ本体１１と、基準面Ｒより高炉１の内側に向かって突出した複数の突起部１２とを備えている。本実施形態において、突起部１２がステーブ本体１１と一体に形成されている。また、ステーブ本体１１は、銅製または銅合金製の板材から削り出された薄板状である。シャフト用ステーブ１０は銅製または銅合金製で一括鋳造された鋳物あるいは鋳鉄製であってもよい。
図２及び図３に示すように、突起部１２が、ステーブ本体１１の表面側には水平に連続して、複数列形成されている。この複数の突起部１２の間には、図２に示すように、一段低い平面１３が形成されている。平面１３には１つの溝２１が形成され、この溝２１には耐火レンガ１５が嵌め込まれている。
また、耐火レンガ１５に代えて耐火キャスタブルを用いてもよい。また、溝２１の数、場所はこれに限定されない。
【００２２】
突起部１２は、図４Ａに示すように、ステーブ本体１１の表面側に水平に連続して複数設けられている。なお、図４Ａは、溝２１を省略した図である。
平面１３はステーブ本体１１の表面からの切削により形成され、突起部１２はこの切削の際に削り残されることで形成される。ここで、平面１３はシャフト用ステーブ１０の基準面Ｒであり、突起部１２はシャフト用ステーブ１０の基準面Ｒから突出している。
【００２３】
突起部１２は、シャフト用ステーブ１０が高炉１内に貼られた場合に、図４Ａに示すように、高炉１の周方向に沿って連続的に設けられており、高炉１においては各々の突起部１２が完全な円環状を形成している。
また、突起部１２が、図４Ｂに示すように、高炉１内の周方向に沿って間欠的に（断続的に）配置されていてもよい。この場合、格子状、ジグザグ状など、様々な幾何学的パターンを採用することができるが、必ず円周バランスを考慮した点対称配置とすることが好ましい。なお、図４Ｂは、溝２１を省略した図である。
【００２４】
さらに、基準面Ｒの両端側に設けられた突起部１２の２つの側面１２ａ，１２ｂのうち、突起部１２の下方側の側面、すなわち、側面１２ａと基準面Ｒとのなす角度θは９０度未満である。具体的には、側面１２ａは、高炉１を設置したとき、設置場所の地面に対して水平である。
なお、図２に示すように、ステーブ本体１１の裏面側には、高炉１に装着するためのボルト受け部１１Ａが形成されている。
【００２５】
図５に示すように、ステーブ本体１１の裏面側には冷却用の管路の接続口１６Ａ，１７Ａが形成され、ステーブ本体１１の内部には冷却用の管路１６，１７が形成されている。
管路１６は平面１３に沿って配置され、接続口１６Ａから供給される冷却水によりシャフト用ステーブ１０の基準面Ｒである平面１３を冷却することが可能である。
また、突起部１２の内部に、突起部１２を冷却する管路１７が設けられている。この構成により、接続口１７Ａから供給される冷却水により突起部１２を冷却することが可能である。
【００２６】
突起部１２の先端面がＴｉＮ，ＴｉＣ，ＷＣ，Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ系等の高硬度材料でコーティングされていることが好ましい。
シャフト用ステーブ１０の突起部１２は、図２に示すように、基準面Ｒからの突出量（突出寸法）Ｅが５０〜１５０ｍｍ（平均粒度の大きいコークス系装入物の最大粒径５５ｍｍの略１〜３倍）であり、高さ方向の厚みＴが５０〜１５０ｍｍであり、隣接する他の突起部１２との間隔Ｄ（平面１３の高さ方向寸法に相当）が２００〜７００ｍｍ、好ましくは２５０〜３５０ｍｍ（３００ｍｍの前後５０ｍｍ）である。
【００２７】
図６から図８を用いて、隣接する突起部１２の間隔Ｄが２００〜７００ｍｍ、７００ｍｍ超、２００ｍｍ未満における本実施形態のシャフト用ステーブ１０の作用を説明する。
図６は本実施形態のシャフト用ステーブ１０の操業時の状態（突起部の突出量Ｅ：５０〜１５０ｍｍ、間隔Ｄ：２００〜７００ｍｍ）を模式的に示す。図６の紙面上部には本実施形態のシャフト用ステーブ１０の拡大形状が模式的に示されている。また、図６の紙面下部には図６上部における横断位置Ｐ１および横断位置Ｐ２での下降速度Ｖ１，Ｖ２のグラフが示されている。
図７に、突起部１２の間隔Ｄがきわめて大きい（突起部１２の間隔Ｄ＞７００ｍｍ）場合を示す。図７の紙面上部にはシャフト用ステーブ１０の拡大形状が模式的に示されている。また、図７の紙面下部には図７上部における横断位置Ｐ３および横断位置Ｐ４での下降速度Ｖ３，Ｖ４のグラフが示されている。
図８に、突起部１２の間隔Ｄが小さい（突起部の間隔Ｄ＜２００ｍｍ）場合を示す。図８の紙面上部にはシャフト用ステーブ１０の拡大形状が模式的に示されている。また、図８の紙面下部には図８上部における横断位置Ｐ５での下降速度Ｖ５のグラフが示されている。
【００２８】
各図において、操業時に高炉１（図１参照）の内部では装入物４が下降する。高炉１内の装入物４は略一定の速度で下降する。シャフト用ステーブ１０の表面（基準面Ｒ）近傍では、シャフト用ステーブ１０との摩擦により、装入物４が減速する。これにより、シャフト用ステーブ１０近傍の装入物４にはステーブ１０と境界Ｂとの間に低速領域が生じる。その結果、装入物４の下降速度は、境界Ｂより炉内側では略一定（平均下降速度Ｖ０）であるが、境界Ｂからステーブ１０の基準面Ｒにかけて下降速度が徐々に遅くなる。この際の、下降速度の変化は、シャフト用ステーブ１０の基準面Ｒの形状、つまり突起部１２の設置状態により大きく異なる。
【００２９】
図６に示すように、本実施形態に基づく突起部１２（突出量Ｅ：５０〜１５０ｍｍ、間隔Ｄ：２００〜７００ｍｍ）が形成されている場合、境界Ｂからシャフト用ステーブ１０の基準面Ｒまでの領域では装入物４が減速し、特に装入物４の一部の動きが突起部１２によって止められ、停滞層１９，１８を形成する。
停滞層１９，１８は、シャフト用ステーブ１０の突起部１２の上面側に生じ、基準面である平面１３に沿って上方へ成長する。奥側の停滞層１９の動きは殆どが停止しており、高炉１の内側の停滞層１８は徐々に入れ替わりつつ、停滞層１８の下降速度が非常に遅い状態である。
このような停滞層１９，１８が生じる結果、平面１３は停滞層１９，１８で覆われる為、装入物４に対する減速効果が強化される。
【００３０】
横断位置Ｐ１における下降速度Ｖ１を見ると、高炉１の内側においては平均下降速度Ｖ０１で略一定である。境界Ｂは、シャフト用ステーブ１０の基準面Ｒから距離Ｂ１の位置であり、この境界Ｂから基準面Ｒにかけて下降速度Ｖ１は減少し、基準面Ｒでは下降速度ＶＷ１となる。下降速度ＶＷ１は停滞層１９，１８の形成により、非常に遅くなることで、シャフト用ステーブ１０のステーブ本体１１に対する摩耗が抑制される。
【００３１】
横断位置Ｐ２における下降速度Ｖ２を見ると、高炉１の内側の平均下降速度Ｖ０２は、横断位置Ｐ１における平均下降速度Ｖ０１と同じであり、境界Ｂからシャフト用ステーブ１０の基準面Ｒにかけて下降速度が減少する。このとき、下降速度Ｖ２と下降速度Ｖ１とは同じである。突起部１２の先端面Ｒ１では下降速度ＶＬ２となる。ここで、基準面Ｒから先端面Ｒ１までの距離は、突出部１２の突出寸法Ｅに相当する。
下降速度ＶＬ２は、横断位置Ｐ１での先端面Ｒ１相当位置における下降速度ＶＬ１と同じになる。横断位置Ｐ１において、位置が先端面Ｒ１での下降速度ＶＬ１は、突起部１２により形成された停滞層１９，１８の装入物４と下降する装入物４の境界部とで内部摩擦が大きくなり、下降速度が遅くなる。下降速度ＶＬ２は下降速度ＶＬ１の影響を受け、下降速度ＶＬ１と同じ下降速度となる。
【００３２】
図７に示すように、シャフト用ステーブ１０の突起部１２の間隔Ｄがきわめて大きい（突起部の間隔Ｄ＞７００ｍｍ）場合、境界Ｂは、シャフト用ステーブ１０の基準面Ｒから距離Ｂ３の位置であり、この境界Ｂから基準面Ｒまでの領域では装入物４の減速が生じる。しかしながら、図６のような突起部１２による停滞層１９，１８については、凹部の高さＷの全範囲にわたっての形成ではなく、その高さＷの下端部位のみに形成される。
横断位置Ｐ３における下降速度Ｖ３を見ると、高炉１の内側の平均下降速度Ｖ０３は、横断位置Ｐ１における平均下降速度Ｖ０１と同じであり、境界Ｂからシャフト用ステーブ１０の基準面Ｒにかけて下降速度が減少する。このとき、下降速度Ｖ１と同様に下降速度は減少するが、突起部１２の間隔Ｄがきわめて大きいため、平面１３に停滞層１９，１８の影響は小さく、平面１３の下降速度は平面１３と装入物４の摩擦力となる。その結果、シャフト用ステーブ１０の突起部１２の間隔Ｄがきわめて大きい場合は、下降速度はあまり減少しない。
【００３３】
横断位置Ｐ４における下降速度Ｖ４を見ると、高炉１の内側の平均下降速度Ｖ０４は、横断位置Ｐ３における平均下降速度Ｖ０３と同じであり、境界Ｂからシャフト用ステーブ１０の基準面Ｒにかけて下降速度が減少する。このとき、下降速度Ｖ３と同様に下降速度は減少するが、突起部１２の先端面Ｒ１では下降速度ＶＬ４となる。ここで、基準面Ｒから先端面Ｒ１までの距離は、突出部１２の突出寸法Ｅに相当する。
下降速度ＶＬ４は、横断位置Ｐ３において、相対位置における先端面Ｒ１での下降速度ＶＬ３より速くなる。横断位置Ｐ３の境界Ｂから基準面Ｒまでの断面と横断位置Ｐ４の境界Ｂから先端面Ｒ１までの断面とでは横断位置Ｐ４の断面の方が小さい。すなわち、横断位置Ｐ３の境界Ｂから基準面Ｒまでの距離に比べて、横断位置Ｐ４の境界Ｂから先端面Ｒ１までの距離の方が短いので、同じ装入物４が通過すると、下降速度ＶＬ３に比べ下降速度ＶＬ４の方の降下速度が速くなる。
【００３４】
シャフト用ステーブ１０の基準面Ｒにおいては、基準面Ｒでの下降速度ＶＷ３が下降速度ＶＷ1より著しく大きくなり、図６の状態よりもステーブ本体の基準面である平面１３に対する摩耗が大幅に増加する。
このように、ステーブ１０の突起部１２の間隔Ｄがきわめて大きい場合、停滞層１９，１８の形成は凹部の高さＷの下端部位のみに形成されるため、停滞層１９，１８が形成されていない部分（高さＷの上端部位）では、ステーブ本体１１の基準面Ｒである平面１３に対する摩耗が大幅に増加する。
【００３５】
図８に示すように、突起部１２の間隔Ｄが小さい（突起部の間隔Ｄ＜２００ｍｍ）場合、境界Ｂは、シャフト用ステーブ１０の基準面Ｒから距離Ｂ５の位置であり、境界Ｂからステーブ本体の基準面Ｒまでの領域では装入物４の速度が減速する。しかしながら、突起部１２の先端面Ｒ１において平坦な表面が形成されるため装入物４と平坦な表面の摩擦力となり、図６で説明したような減速効果が得られなくなる。
【００３６】
横断位置Ｐ５における下降速度Ｖ５を見ると、高炉１の内側では平均下降速度Ｖ０５であり、境界Ｂからステーブ本体１１の基準面Ｒにかけて下降速度Ｖ５は減少するが、突起部１２の先端面Ｒ１で下降速度ＶＬ５となる。この先端面Ｒ１からステーブ本体の基準面Ｒにかけては停滞層１９となるため下降速度は殆ど０であるが、先端面Ｒ１において平坦な表面が形成されるため装入物４と平坦な表面との摩擦力となり、下降速度ＶＬ５は下降速度ＶＬ２より速くなる。
【００３７】
このように、図８の形状では、突起部１２の先端面Ｒ１において平坦な表面が形成され、図６で説明したような減速効果が得られなくなる。突起部１２の先端に対する下降速度ＶＬ５は、何れも図６における下降速度ＶＬ２より大きく、突起部１２の先端に対する摩耗が大きくなる。
【００３８】
以上のように、本実施形態のシャフト用ステーブ１０においては、突起部１２の配置、すなわち、隣接する突起部１２の間隔によってシャフト用ステーブ１０に接触する装入物４の下降速度が変化する。
ここで、本実施形態のシャフト用ステーブ１０の十分の一モデルによる試験結果により、突起部１２の間隔Ｄの適切な範囲について説明する。
図９は、前述した図６の構成において、シャフト用ステーブ１０の突起部１２の間隔Ｄを０から１２０ｍｍまで変化させ、各間隔Ｄにおける装入物４の基準面Ｒでの下降速度ＶＷ（つまりステーブ本体の基準面である平面１３表面に接触する装入物４の速度）を測定したグラフである。
また、図１０は、前述した図６の構成において、先端面Ｒ１での下降速度ＶＬ（つまり突起部１２の先端に接触する装入物４の速度）を測定したグラフである。シャフト用ステーブ１０の突起部１２の厚みＴは５ｍｍとし、突出量Ｅについては５ｍｍの場合と１０ｍｍの場合について測定した。図中の水平な点線は高炉１内の平均下降速度Ｖ０１であり、この試験においては２.４ｍｍ／秒であった。
【００３９】
図９において、シャフト用ステーブ１０本体の基準面Ｒでの下降速度ＶＷは、測定した全ての設定で平均下降速度Ｖ０を下回っており、特に突起部１２の間隔Ｄが１００ｍｍ以下になると下降速度ＶＷは大きく減少することが解る。また、突出量Ｅが１５ｍｍの場合も、突出量Ｅが１０ｍｍの場合と同様に下降速度ＶＷは減少する。
図１０において、シャフト用ステーブ１０の突起部１２の先端面Ｒ１での下降速度ＶＬは、突起部１２の間隔Ｄが８０ｍｍ以下で平均下降速度Ｖ０１を下回り、間隔Ｄが２０〜７０ｍｍの範囲で十分に小さい値となり、特に、下降速度ＶＬの最小速度のときの突起部１２の間隔Ｄは３０ｍｍであり、この３０ｍｍの前後５ｍｍずつである２５〜３５ｍｍで最も小さい値となる。また、突出量Ｅが１５ｍｍの場合も、突出量Ｅが５ｍｍ、１０ｍｍの場合と同様の下降速度ＶＬである。
すなわち、突出量Ｅが１５ｍｍの場合も、高炉１の内側に適切な付着物層を形成することができる。したがって、突出量Ｅが１０ｍｍ以上においても１５ｍｍ以下であれば、セルフランニング効果を得ることができ、付着物の適正維持が可能であり、低熱負荷であり、低燃料であり、安定操業を達成しやすい。その結果、高炉１の寿命を大幅に延長することが可能である。
以上より、十分の一モデルによる試験結果を実炉換算すると、シャフト用ステーブ１０の突起部１２を配置するにあたっては、突起部１２の各々の間隔Ｄが２００〜７００ｍｍの範囲であり、より好ましくは２５０〜３５０ｍｍの範囲であることが望ましいといえる。
【００４０】
以上に述べた本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
シャフト用ステーブ１０において、ステーブ本体１１の平面１３を基準面Ｒとして高炉１の炉内表面が構成されているので、高炉１内を下降する装入物４が減速して、基準面Ｒに沿って停滞層１９，１８が形成される。これにより、停滞層１９，１８の、基準面Ｒに対する相対速度が小さくなり、ステーブ本体１１においては装入物４の粒子による基準面Ｒの機械的な摩耗が軽減される。したがって、高炉１内を降下する粒状の装入物に曝される部位であるシャフト部Ｓ２に本実施形態のステーブを配置することにより、シャフト部Ｓ２の上部から中部において塊状帯４Ａとして降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。
【００４１】
突起部１２の相互の間隔Ｄを２００〜７００ｍｍとすることで、現状一般的な装入物４、すなわち交互に装入される８〜２５ｍｍ程度の粒度の鉱石系装入物と２０〜５５ｍｍ程度の粒度のコークス系装入物に対して、基準面Ｒに沿って停滞層１９，１８が形成されやすい。これにより、基準面Ｒにおける下降速度ＶＷを低減できるとともに、突起部１２先端における装入物４の粒子の下降速度ＶＬを抑制することができ、シャフト用ステーブ１０全体の摩耗緩和効果を最良の状態とすることができる。
【００４２】
突起部１２は、その表面に高硬度材料のコーティングを施したため、突起部１２自体の摩耗を防止することができる。したがって、突起部１２により誘導される停滞層１９，１８およびこれによる基準面Ｒの摩耗軽減効果を安定的に長期間にわたって維持することができる。
突起部１２は、ステーブ本体１１と一体に形成したため、製造が容易であり、さらに突起部１２にも冷却用の管路１７を通すための加工が簡略にできる。
【００４３】
また、本実施形態のシャフト用ステーブ１０において、ステーブ本体１１を銅製または銅合金製としたが、必ずしも銅あるいは銅合金でなくても良い。ステーブ本体１１を銅製または銅合金製とすることにより、シャフト用ステーブ１０としての冷却効率を高めることができるため、好ましい。銅製または銅合金製のステーブとすることによって、冷却性能が高い反面、装入物４の粒子による摩耗を受けやすいが、本実施形態では停滞層１９，１８により摩耗を緩和することができる。これにより、高い冷却性能を長期間にわたり維持することができる。
ステーブ本体１１に管路１６を設けるとともに、突起部１７にも管路１７を設けたため、突起部１２の冷却により、突起部１２の表面の硬度を高く維持することができ、摩耗防止効果を長期間にわたり維持することができる。
【００４４】
本実施形態において、高炉１はシャフト用のステーブ２Ｂとして本実施形態に基づくシャフト用ステーブ１０を用いることで、耐摩耗性を高めることができる。
特に、本発明に基づくシャフト用ステーブ１０を、高炉１のシャフト部Ｓ２のうち、装入物４が粒状のまま塊状帯４Ａとして降下する領域Ｓ７のステーブ２Ｂとして設置したため、粒状のまま降下する装入物４があっても、シャフト用ステーブ１０の突起部１２により停滞層１９，１８が形成され、基準面Ｒからの摩耗が低減される。
【００４５】
シャフト部Ｓ２においては、粒状の装入物４による摩耗が進行することで、高炉１としての操業が困難になる原因となる。しかしながら、本実施形態では、この部分に耐摩耗性のシャフト用ステーブ１０が設置されているので、高炉１の操業を長期に安定的に行えるとともに、高炉としての寿命を延長することができる。
高炉１は、高炉１内に配置したシャフト用ステーブ１０の突起部１２は炉周方向の全周に連続しているため、高炉１内の円周バランスを適切に維持することが容易であり、高炉１の操業を良好に維持することができる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
図１１、図１２および図１３には、本発明の第２実施形態が示されている。
本実施形態のシャフト用ステーブ２０は、前述した第１実施形態の高炉１におけるシャフト用のステーブ２Ｂとして用いられる。高炉１の構成は前述した第１実施形態と同様であり、本実施形態のシャフト用ステーブ２０は基本的構成が前述した第１実施形態のシャフト用ステーブ１０と同様である。従って、前述した第１実施形態のステーブ１０との共通部分については説明を省略し、以下には相違する部分について説明する。
【００４７】
図１１、図１２および図１３において、シャフト用ステーブ２０は、前述した第１実施形態のシャフト用ステーブ１０と同様なステーブ本体１１、ボルト受け部１１Ａ、突起部１２、平面１３、耐火レンガ１５、管路１６および接続口１６Ａを有する。但し、前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０において突起部１２の内部に形成されていた管路１７およびその接続口１７Ａは省略されている。
【００４８】
このような本実施形態においては、前述した第１実施形態と同等な効果を得ることができる。但し、突起部１２の内部に形成されていた管路１７がないため、突起部１２に対する局部的な冷却が得られない。
この点において、前述した第１実施形態のシャフト用ステーブ１０の、突起部１２に対する局部的な冷却が得られる。それにより、突起部１２の耐久性を高く維持できるため、高炉１内の熱的あるいは摩耗において高負荷の部位に最適である。一方、本実施形態のシャフト用ステーブ２０は、管路１７がない分、構造が簡略かつ製造コストも低減でき、突起部１２に対する熱的あるいは摩耗において負荷がさほど要求されない部位には、シャフト用ステーブ２０のほうが好ましいといえる。
【００４９】
〔第３実施形態〕
図１４、図１５および図１６には、本発明の第３実施形態が示されている。
本実施形態のシャフト用ステーブ３０は、前述した第１実施形態の高炉１におけるシャフト用のステーブ２Ｂとして用いられる。高炉１の構成は前記第１実施形態と同様であり、本実施形態のステーブ３０は基本的構成が前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０と同様である。従って、前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０との共通部分については説明を省略し、以下には相違する部分について説明する。
【００５０】
図１４、図１５および図１６において、シャフト用ステーブ３０は、前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０と同様なステーブ本体１１、ボルト受け部１１Ａ、平面１３、耐火レンガ１５、管路１６および接続口１６Ａを有する。但し、本実施形態のシャフト用ステーブ３０は、前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０のように、突起部１２はステーブ本体１１と一体ではなく、また、第１実施形態の突起部１２内部の管路１７および接続口１７Ａとは異なる。すなわち、ステーブ本体１１とは別体の突起部３２およびその内部の管路３７が設けられている。
【００５１】
シャフト用ステーブ３０の突起部３２は、ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＷＣ，Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ系等の高硬度材料で成形された角棒状のブロックである。銅または銅合金その他の材料でブロックを形成し、その表面にＴｉＮ，ＴｉＣ，ＷＣ，Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ系等の高硬度材料をコーティングしてもよい。
ステーブ本体１１の基準面Ｒとなる平面１３に溝（凹部）３２Ａが形成されており、この溝３２Ａに前述した突起部３２が嵌め込まれる。この構成により、基準面Ｒから突起部３２が突出している。
【００５２】
一部の突起部３２の内部には管路３７が通されている。管路３７が形成された突起部３２は、管路３７の中間部分では、図１６に示すように、ステーブ本体１１の背面側（高炉１の外側）からねじ込まれたボルト３２Ｃにより固定されるとともに、管路３７の両端部では同様にねじ込まれた管路の接続口３７Ａにより固定されている。
他の突起部３２には、図１４及び図１５に示すように、高炉１の内側からボルト３２Ｂがねじ込まれ、これにより突起部３２の固定が行われている。
なお、ステーブ本体１１に嵌め込まれた状態において、突起部３２の間隔Ｄ、突出量Ｅ、厚みＴは前述した第１実施形態と同様である。
【００５３】
このような本実施形態においては、前述した第１実施形態と同等な効果を得ることができる。
さらに、本実施形態においては、シャフト用ステーブ３０の突起部３２とステーブ本体１１とが別体であるため、ステーブ本体１１の材質と異なる高硬度材料の突起部３２を簡単に形成することができ、突起部３２の耐摩耗性を一層高めることもできる。
【００５４】
〔第４実施形態〕
図１７、図１８および図１９には、本発明の第４実施形態が示されている。
本実施形態のシャフト用ステーブ４０は、前述した第１実施形態の高炉１におけるシャフト用のステーブ２Ｂとして用いられる。高炉１の構成は前記第１実施形態と同様であり、本実施形態のシャフト用ステーブ４０は基本的構成が前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０と同様である。従って、前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０との共通部分については説明を省略し、以下には相違する部分について説明する。
【００５５】
図１７、図１８および図１９において、シャフト用ステーブ４０は、前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０と同様なステーブ本体１１、ボルト受け部１１Ａ、平面１３、耐火レンガ１５、管路１６および接続口１６Aを有する。但し、前記第１実施形態のシャフト用ステーブ１０におけるステーブ本体１１と一体の突起部１２ではなく、前述した第３実施形態と同様なステーブ本体１１とは別体の突起部３２が設けられている。ここで、本実施形態では、突起部３２の内部の管路３７および接続口３７Ａはなく、全ての突起部３２がステーブ本体１１の裏側からねじ込まれたボルト３２Ｃで固定されている。
【００５６】
このような本実施形態においては、前述した第３実施形態と同等な効果を得ることができる。但し、シャフト用ステーブ４０の突起部３２の内部に形成されていた管路３７がないため、突起部３２に対する局部的な冷却が得られない。
この点において、前述した第３実施形態のシャフト用ステーブ３０の、突起部３２に対する局部的な冷却が得られる。それにより突起部３２の耐久性を高く維持できるため、高炉１内の熱的あるいは摩耗において高負荷の部位に最適である。一方、本実施形態のシャフト用ステーブ４０は、管路３７がない分、構造が簡略かつ製造コストも低減でき、突起部３２に対する熱的あるいは摩耗において負荷がさほど要求されない部位には、シャフト用ステーブ４０のほうが好ましいといえる。
【００５７】
〔変形例〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等をも含む。
前記実施形態では、高炉１内にステーブ１０〜４０を配列した際に、各々のシャフト用ステーブ１０〜４０の突起部１２，３２が高炉１内の炉周方向で連続して円環状となるようにしたが、互いに不連続な円環状であってもよく、異なる高さにジグザグに配列されていても良く、順次高さが変化して螺旋状に並ぶ等であってもよい。但し、高炉１の操業上、円周バランスが重要であり、高炉１の中心に対して対称性が得られるように配慮するべきである。
【００５８】
前記実施形態では、シャフト用ステーブ１０〜４０の突起部１２の表面に高硬度材料をコーティングし、あるいは突起部３２をそれ自体高硬度材料で成形するとしたが、高硬度材料の利用は必須ではない。但し、シャフト用ステーブ１０〜４０のステーブ本体１１の基準面Ｒから突出して装入物４による摩耗を受けやすいことから、高硬度材料による耐摩耗性を確保することが望ましい。
その他、突起部１２の配置、断面形状、管路１６，１７の配置、シャフト用ステーブ１０〜４０の全体的な形状、寸法等は実施にあたって適宜選択すればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…高炉
２…炉体
２Ａ…鉄皮
２Ｂ，２Ｃ…ステーブ
２Ｄ，２Ｅ…耐熱レンガ
３…ガス捕集マンテル
４…装入物
４Ａ…塊状帯
４Ｂ…融着帯
４Ｃ…滴下帯
４Ｄ…炉芯
５…羽口
５Ａ…熱風
５Ｂ…レースウェイ
６…出銑口
６Ａ…鉄分
６Ｂ…溶銑
１０〜４０…シャフト用ステーブ
１１…ステーブ本体
１１Ａ…ボルト受け部
１２，３２…突起部
１３…平面
１５…耐火レンガ
１６，１７，３７…冷却用の管路
１６Ａ，１７Ａ，３７Ａ…接続口
１９，１８…停滞層
３２Ａ…溝
３２Ｂ，３２Ｃ…ボルト
Ｂ…境界
Ｄ…間隔
Ｅ…突出量
Ｒ…基準面
Ｒ１…先端面
Ｓ１…炉口部
Ｓ２…シャフト部
Ｓ３…炉腹部
Ｓ４…朝顔部
Ｓ６…炉底部
Ｓ７…シャフト用ステーブの設置領域
Ｓ８…朝顔用ステーブの設置領域
Ｖ０１〜Ｖ０５…平均下降速度
Ｖ１〜Ｖ５…下降速度
ＶＬ〜ＶＬ５…突起部先端での下降速度
ＶＷ〜ＶＷ３…基準面での下降速度
【図１】
2011105346.tif 000003
【図２】
2011105346.tif 000004
【図３】
2011105346.tif 000005
【図４Ａ】
2011105346.tif 000006
【図４Ｂ】
2011105346.tif 000007
【図５】
2011105346.tif 000008
【図６】
2011105346.tif 000009
【図７】
2011105346.tif 000010
【図８】
2011105346.tif 000011
【図９】
2011105346.tif 000012
【図１０】
2011105346.tif 000013
【図１１】
2011105346.tif 000014
【図１２】
2011105346.tif 000015
【図１３】
2011105346.tif 000016
【図１４】
2011105346.tif 000017
【図１５】
2011105346.tif 000018
【図１６】
2011105346.tif 000019
【図１７】
2011105346.tif 000020
【図１８】
2011105346.tif 000021
【図１９】
2011105346.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
応じており、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する（停滞層を形成する）ことで摩耗を大幅に緩和できる、との知見に基づく。本発明は、前述した知見に基づき、ステーブの表面での装入物の速度を抑制する。停滞層を形成するための構成として、高炉炉内側のステーブの表面に突起を形成し、ステーブの表面を覆う装入物の停滞層を発生しやすくした。具体的な構成は以下の通りである。
［０００７］
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
（１）本発明の一態様に係るステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と；前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と；を備え、前記ステーブ本体の、前記複数の突起部の間の前記基準面に、前記高炉の外側に向かって窪んだ溝が形成され、前記溝のみに耐火物が設けられている。
上記（１）に記載のステーブによれば、ステーブ本体の基準面により高炉の炉内表面が構成されるとともに、基準面から炉内側に突出する突起部によって炉内を下降する装入物が減速して基準面に沿って停滞層が形成される。停滞層はステーブ本体の基準面に対して相対速度が小さくなり、装入物の粒子によるステーブ本体の基準面の機械的な摩耗が軽減され、高炉のシャフト部を降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。
［０００８］
（２）上記（１）に記載のステーブは、前記突起部の突出寸法が５０〜１５０ｍｍであり；隣接する前記突起部の間隔が２００〜７００ｍｍであることが好ましい。
上記（２）に記載のステーブによれば、突起部（突出寸法：５０〜１５０ｍｍ、間隔：２００〜７００ｍｍ）が形成されているため、装入物が減速し、特に装入物の一部の動きが突起部によって止められ、停滞層が形成される。
このような停滞層が生じる結果、平面は停滞層で覆われる為、装入物に対する減速効果が強化される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、
前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と；
前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と；
を備え、
前記ステーブ本体の、前記複数の突起部の間の前記基準面に、前記高炉の外側に向かって窪んだ溝が形成され、前記溝のみに耐火物が設けられている
ことを特徴とするステーブ。
【請求項２】
前記突起部の突出寸法が５０〜１５０ｍｍであり；
隣接する前記突起部の間隔が２００〜７００ｍｍである；
ことを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項３】
前記突起部が、前記高炉の周方向に沿って連続的、または、断続的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項４】
前記突起部の表面が高硬度材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項５】
前記ステーブ本体に凹部が形成され；
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり；
前記ブロックが高硬度材料で形成されている；
ことを特徴とする請求項４に記載のステーブ。
【請求項６】
前記突起部が前記ステーブ本体と一体に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のステーブ。
【請求項７】
前記ステーブ本体が銅または銅合金であることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項８】
前記突起部の内部に、前記突起部を冷却する管路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項９】
前記基準面の両端側に設けられた前記突起部の対向する２つの側面のうち、前記突起部の下方側の側面と前記基準面とのなす角度が９０度未満であることを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のステーブを備えたことを特徴とする高炉。
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月11日(2012.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、
前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と；
前記基準面より前記高炉の内側に向かって突出した突起部と；
を備え、
前記ステーブ本体の、前記複数の突起部の間の前記基準面に、前記高炉の外側に向かって窪んだ溝が形成され、前記溝のみに耐火物が設けられており、
前記ステーブ本体が銅または銅合金である
ことを特徴とするステーブ。
【請求項２】
前記突起部の突出寸法が５０〜１５０ｍｍであり；
隣接する前記突起部の間隔が２００〜７００ｍｍである；
ことを特徴とする請求項１に記載のステーブ。
【請求項３】
前記突起部が、前記高炉の周方向に沿って連続的、または、断続的に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のステーブ。
【請求項４】
前記突起部の表面が高硬度材料で形成されていることを特徴とする
請求項１〜３の何れか一項に記載のステーブ。
【請求項５】
前記ステーブ本体に凹部が形成され；
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり；
前記ブロックが高硬度材料で形成されている；
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のステーブ。
【請求項６】
前記突起部が前記ステーブ本体と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のステーブ。
【請求項７】
前記突起部の内部に、前記突起部を冷却する管路が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のステーブ。
【請求項８】
隣接する前記突起部の対向する２つの側面のうち、前記突起部の下方側の側面と前記基準面とのなす角度が９０度未満であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のステーブ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のステーブを備えたことを特徴とする高炉。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
（１）本発明の一態様に係るステーブは、高炉のシャフト部の内周に設けられたステーブであって、前記高炉の内部空間に面する基準面を有するステーブ本体と；前記基準面より、前記高炉の内側に向かって突出した複数の突起部と；を備え、前記ステーブ本体の、前記複数の突起部の間の前記基準面に、前記高炉の外側に向かって窪んだ溝が形成され、前記溝のみに耐火物が設けられており、前記ステーブ本体が銅または銅合金である。
上記（１）に記載のステーブによれば、ステーブ本体の基準面により高炉の炉内表面が構成されるとともに、基準面から炉内側に突出する突起部によって炉内を下降する装入物が減速して基準面に沿って停滞層が形成される。停滞層はステーブ本体の基準面に対して相対速度が小さくなり、装入物の粒子によるステーブ本体の基準面の機械的な摩耗が軽減され、高炉のシャフト部を降下する粒状の装入物に対しても十分な耐久性が得られる。
また、上記（１）に記載のステーブによれば、シャフト部に用いられるステーブとしての冷却効率を高めることができる。銅製または銅合金製のステーブの冷却性能は高い反面、装入物の粒子による摩耗を受けやすいが、本発明の一態様に基づく停滞層によりステーブ本体の摩耗を緩和することができる。さらには、高い冷却性能を長期間にわたり維持することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
（３）上記（１）または（２）に記載のステーブは、前記突起部が、前記高炉の周方向に沿って連続的、または、断続的に設けられていることが望ましい。
上記（３）に記載のステーブによれば、炉周方向の全周に連続した突起部により、炉内の円周バランスを適切に維持することが容易であり、操業実績を良好に維持することができる。
また、突起部は、炉周方向に断続的（間欠的）に配置されていてもよい。この場合、格子状、ジグザグ状など、様々な幾何学的パターンを採用することができるが、必ず円周バランスを考慮した点対称配置とすることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
（４）上記（１）〜（３）の何れか一項に記載のステーブは、前記突起部の表面が高硬度材料で形成されていることが望ましい。
上記（４）に記載のステーブによれば、突起部自体の摩耗防止を図ることができる。本発明の一態様のステーブにおいて、ステーブ本体の基準面は突起部により誘導される停滞層の形成（セルフライニング）により摩耗の軽減が図られるが、突起部自体は停滞層から炉内側に露出し、減速されていない装入物の粒子による摩耗を引き続き受けることもある。この場合、突起部の表面を高硬度材料で形成することにより、突起部の摩耗を抑制でき、さらには突起部により誘導される停滞層が形成される。これにより、停滞層よるステーブ本体の基準面の摩耗軽減を安定的に長期間にわたって維持することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
（５）上記（１）〜（４）の何れか一項に記載のステーブは、前記ステーブ本体に凹部が形成され；
前記突起部が、前記凹部に埋め込まれ前記基準面から突出したブロックであり；
前記ブロックが高硬度材料で形成されていることが好ましい。
上記（５）に記載のステーブによれば、ステーブ本体に形成された凹部に突起部が設けられている構成、すなわち、ステーブ本体と突起部とが別体であるため、ステーブ本体の材質と異なる高硬度材料の突起部を簡単に形成することができる。
あるいは、（６）上記（１）〜（４）の何れか一項に記載のステーブは、前記突起部が前記ステーブ本体と一体に形成されていることが好ましい。
上記（６）に記載のステーブによれば、前述した高硬度材料による突起部表面を容易に実施することができるとともに、突起部がステーブ本体と一体に形成されているため、製造が容易である。特に、突起部にも冷却用の管路を通す場合、突起部とステーブ本体とが一体であることが加工において大変有益である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（７）上記（１）〜（６）の何れか一項に記載のステーブは、前記突起部の内部に、前記突起部を冷却する管路が設けられていることが望ましい。
上記（８）に記載のステーブによれば、ステーブ本体に設けられる通常の冷却用の管路に加えて、突起部を冷却する管路により直接的に冷却できるため、突起部の表面の硬度を高く維持することができ、摩耗防止効果を長期間にわたり維持することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（８）上記（１）〜（７）の何れか一項に記載のステーブは、隣接する前記突起部の対向する２つの側面のうち、前記突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が９０度未満であることが好ましい。
上記（９）に記載のステーブによれば、突起部の下方側の側面と基準面とのなす角度が９０度未満であるため、傾斜した突起部によって装入物を支えやすくなる。これにより、装入物が下方に下降するのをさらに抑制することができるので、機械的な摩耗に対しても十分な耐久性が得られる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（９）本発明の一態様に係る高炉は、上記（１）から上記（９８）のいずれか１項に記載のステーブを備える。
ここで、本発明の一態様に基づくステーブは、高炉のシャフト部およびその周辺のうち、装入物が粒状のまま降下する部分に設置することが望ましい。
このようなステーブでは、粒状のまま降下する装入物があっても、ステーブの突起部により停滞層が形成され、ステーブ本体の基準面の摩耗が低減される。高炉のシャフト部においては、粒状の装入物による摩耗が進行することで、高炉としての操業が困難になる原因となるが、この部分に耐摩耗性のステーブが設置されることで、操業を安定的に行えるとともに、高炉としての寿命を延長することができる。
【国際調査報告】
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2011105346.tif 000024
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